一种导电薄膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导电薄膜材料及其制备方法，包括质量份数5～6份的1,3丙磺酸内酯改性UiO‑66‑NH

【技术实现步骤摘要】
一种导电薄膜材料及其制备方法
本专利技术属于膜材料领域，具体是一种导电薄膜材料及其制备方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池是一类研究和应用最为广泛的燃料电池，它具有比功率高、使用寿命长和操作方便等特点，在航天、军事和电动汽车等领域都有着潜在的应用价值。导电薄膜是质子交换膜燃料电池的关键材料，在燃料电池工作过程中起着传导质子、隔绝燃料和电子的作用，他的好坏直接影响电池的使用寿命。Nafion膜是目前主要的导电薄膜材料，其具有机械性能、化学稳定性好和电导率高等特点，但是由于其工作温度最高只能达到80℃，温度进一步升高将降低Nafion的导电性能，这严重限制了他的市场推广和应用。近年来一些科研工作者试图通过对Nafion结构进行修饰来进一步拓宽质子交换膜工作温度范围和提高其导电性能，但是目前该问题还未能完全解决。因此，开发在宽温度范围内具有高电导率的导电薄膜具有重要的市场价值。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种将MOFs材料和高分子基材复合形成具有高导电性的导电薄膜材料。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种导电薄膜材料，它由如下质量份数的组份组成：1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH25～6份；咪唑掺杂的UiO-66-NH24～5份；高分子基材23～90份。其中，所述1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2通过如下方法制备：所述1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2通过如下方法制备：将相同质量的1,3丙磺酸内酯和UiO-66-NH2加入到二氯甲烷中，25-30℃下搅拌24-36h，过滤得到1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2固体。所述咪唑掺杂的UiO-66-NH2通过如下方法制备：将装有UiO-66-NH2的容器，敞开放入装有咪唑的另一容器中，密封后在120-150℃下反应96-120h，得到咪唑掺杂的UiO-66-NH2固体；其中，UiO-66-NH2和咪唑的质量比为1:5～20。具体地，所述高分子基材为壳聚糖、聚乙烯吡咯烷酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种，和聚偏氟乙烯组成的混合物。优选地，所述高分子基材包括质量百分数为60-80％的聚偏氟乙烯和质量百分数为20-40％的壳聚糖。优选地，所述高分子基材包括质量百分数为60-80％的聚偏氟乙烯和质量百分数为20-40％的聚乙烯吡咯烷酮。优选地，所述高分子基材包括质量百分数为60-80％的聚偏氟乙烯和质量百分数为20-40％的聚对苯二甲酸乙二醇酯。本专利技术进一步提供上述导电薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2和咪唑掺杂的UiO-66-NH2混合，得到导电粉末；(2)将步骤(1)所得导电粉末与高分子基材一起加入到溶剂中，搅拌均匀，再进行研磨，得到膜液；(3)将步骤(1)所得膜液倒在洁净的基板上，放入烘箱，在60～80℃下烘干即得。具体地，所述溶剂为二甲基甲酰胺。具体地，步骤(3)中，所述基板为玻璃板或或不锈钢板。有益效果：本专利技术导电薄膜材料在较宽的温度范围能够保持较高的导电性能，且原材料环保且易得，制备方法简单，性价比高，具有较高的推广价值。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。以下实施例中，1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2通过如下方法制备：将5g1,3丙磺酸内酯和5gUiO-66-NH2放入100ml二氯甲烷中，30℃下搅拌36h，过滤得到1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2固体。咪唑掺杂的UiO-66-NH2通过如下方法制备：将装有5gUiO-66-NH2的20ml小烧杯放入装有25g咪唑的100ml大烧杯中，将大烧杯开口密封，在150℃下反应120h，得到咪唑掺杂的UiO-66-NH2固体。实施例1：将5g1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2和5g咪唑掺杂的UiO-66-NH2混合，得到导电粉末；然后放入500gDMF中，加入60gPVDF和30g壳聚糖，搅拌2h后，倒入球磨机中研磨5h得到膜液；最后将膜液倒在干净的玻璃板上，在60℃下烘干，得到导电薄膜1。实施例2：将6g1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2和4g咪唑掺杂的UiO-66-NH2混合，得到导电粉末；然后放入500gDMF中，加入60gPVDF和30gPVP，搅拌3h后，倒入球磨机中研磨6h得到膜液；最后将膜液倒在干净的玻璃板上，在80℃下烘干，得到导电薄膜2。实施例3：将5.5g1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2和4.5g咪唑掺杂的UiO-66-NH2混合，得到导电粉末；然后放入500gDMF中，加入60gPVDF和30gPET，搅拌2.5h后，倒入球磨机中研磨5.5h得到膜液；最后将膜液倒在干净的玻璃板上，在70℃下烘干，得到导电薄膜3。实施例4：将5g1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2和5g咪唑掺杂的UiO-66-NH2混合，得到导电粉末；然后放入500gDMF中，加入32gPVDF和8gPVP，搅拌3h后，倒入球磨机中研磨6h得到膜液；最后将膜液倒在干净的玻璃板上，在80℃下烘干，得到导电薄膜4。实施例5：将5g1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2和5g咪唑掺杂的UiO-66-NH2混合，得到导电粉末；然后放入500gDMF中，加入14.8gPVDF和8.5gPVP，搅拌3h后，倒入球磨机中研磨6h得到膜液；最后将膜液倒在干净的玻璃板上，在80℃下烘干，得到导电薄膜5。实施例6：将5g1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2和5g咪唑掺杂的UiO-66-NH2混合，得到导电粉末；然后放入500gDMF中，加入14.8gPVDF和8.5g壳聚糖，搅拌3h后，倒入球磨机中研磨6h得到膜液；最后将膜液倒在干净的玻璃板上，在80℃下烘干，得到导电薄膜6。实施例7：将5g1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2和5g咪唑掺杂的UiO-66-NH2混合，得到导电粉末；然后放入500gDMF中，加入32gPVDF和8g壳聚糖，搅拌3h后，倒入球磨机中研磨6h得到膜液；最后将膜液倒在干净的玻璃板上，在80℃下烘干，得到导电薄膜7。实施例8：将5g1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2和5g咪唑掺杂的UiO-66-NH2混合，得到导电粉末；然后放入500gDMF中，加入32gPVDF和8gPET，搅拌3h后，倒入球磨机中研磨6h得到膜液；最后将膜液倒在干净的玻璃板上，在80℃下烘干，得到导电薄膜8。实施例9：将5g1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2和5g咪唑掺杂的UiO-66-NH2混合，得到导电粉末；然后放入500gDMF中，加入14.8gPVDF和8.5gPET，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电薄膜材料，其特征在于，它由如下质量份数的组份组成：/n1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH

【技术特征摘要】
1.一种导电薄膜材料，其特征在于，它由如下质量份数的组份组成：
1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH25～6份；
咪唑掺杂的UiO-66-NH24～5份；
高分子基材23～90份。


2.根据权利要求1所述的导电薄膜材料，其特征在于，所述1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2通过如下方法制备：将相同质量的1,3丙磺酸内酯和UiO-66-NH2加入到二氯甲烷中，25-30℃下搅拌24-36h，过滤得到1,3丙磺酸内酯改性UiO-66-NH2固体。


3.根据权利要求1所述的导电薄膜材料，其特征在于，所述咪唑掺杂的UiO-66-NH2通过如下方法制备：将装有UiO-66-NH2的容器，敞开放入装有咪唑的另一容器中，密封后在120-150℃下反应96-120h，得到咪唑掺杂的UiO-66-NH2固体；其中，UiO-66-NH2和咪唑的质量比为1:5～20。


4.根据权利要求1所述的导电薄膜材料，其特征在于，所述高分子基材为壳聚糖、聚乙烯吡咯烷酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种，和聚偏氟乙烯组成的混合物。


5.根据权利要求4所述的导电薄膜材料，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯铭，戴玉明，胡胜初，许国胜，费明，
申请(专利权)人：虎皇新材料科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32